海装机组全周期管理平台建设方案-技术与功能

海装风电-机组全周期管理平台建设方案 21/21海装风电机组全周期管理平台建设方案XXXXX有限公司2015年6月20日

目录1 项目概况 42 业务模式 43 系统设计 43.1 系统架构 43.2 技术路线 53.2.1 硬件架构 53.2.2 软件架构 53.2.3 性能架构 93.2.4 安全架构 124 功能需求 124.1 后台管理 134.1.1 系统管理 134.1.2 流程管理 144.1.3 消息中心 144.1.4 机组信息 144.1.5 供应商 154.2 机组装配 154.2.1 机组在线装配 154.2.2 机组配置审核 164.2.3 机组生产监控 164.2.4 机组生产档案 164.3 机组安装 164.3.1 机组运输监控 174.3.2 机组安装监控 174.3.3 机组安装档案 174.4 机组运维 174.4.1 机组状态监控 174.4.2 机组故障预警 174.4.3 运维辅助决策 184.4.4 机组故障检修 184.4.5 机组运维智库 184.4.6 机组运维档案 184.5 机组全周期监控 184.5.1 机组生产监控 184.5.2 机组安装监控 184.5.3 机组运维监控 194.6 机组全周期档案 194.6.1 机组生产档案 194.6.2 机组安装档案 194.6.3 机组运维档案 195 非功能需求 205.1 外部接口 205.1.1 ERP接口 205.1.2 SCADA接口 20

项目概况XXXX。业务模式XXXX。系统设计系统架构海装机组全周期管理平台主要由后台管理、机组装配、机组安装、机组运维、全周期监控和全周期档案6大模块组成，系统架构如下图所示：技术路线硬件架构本项目将通过搭建集群，提高系统的稳定性与可靠性。集群由一个负载均衡服务、若干个应用服务器（可以根据需要做横向扩展）、两个数据库服务器；本科教学管理系统的硬件拓扑结构如图2.7所示：图2.7硬件拓扑结构负载均衡服务器将用户请求根据做均衡调度，分发到对应的应用服务器；应用服务器可以分部署不同业务模块的应用，以提高整个系统的可靠性；数据库服务器有两个，一个是主数据库服务器，一个是数据库备份服务器，当主服务器出现问题时可以快速切换到备机上，以避免数据库服务故障导致的系统瘫痪。软件架构本项目软件架构主要包括技术规范、基础平台、模块化和中间件四部分组成。技术规范基础平台本系统使用的基础平台架构如图2.10所示：图2.10基础平台架构用户展现层系统前端使用了基础的JSP(JAVAServerPage)以及HTML/CSS来实现页面框架。同时使用了其他流行的前端开发框架来支撑我们的前端：jQueryjQuery是一个轻量级的js库，兼容CSS3，兼容各种浏览器。jQuery使用户能更方便地处理HTML、events、实现动画效果，并且方便地为网站提供AJAX交互。jQueryEasyUIjQueryEasyUI是一组基于jQuery的UI插件集合，包含了功能丰富并且美观的U组件，提高开发效率。Ajax通过在后台与服务器进行少量数据交换，AJAX可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。提升了用户体验。业务逻辑层系统业务逻辑层主要功能是业务逻辑处理、业务数据解析与封装。业务逻辑层主要使用的基础框架有SpringMVC、SpringSpringSpring作为一个资源容器，采用控制反转（InversionofControl，IoC）原则的配置管理，将系统中的组件以及其他框架集成起来。并提供Spring通用事务处理和通用数据访问异常等级规范。使得系统中的组件低耦合高内聚，简化开发，并且提供AOP（面向切面编程）功能。在本系统中主要用到了Spring的以下的一些组件和特性：SpringAOP、SpringDAO、Spring上下文、以及SpringMVC等SpringMVCSpringMVC属于SpringFrameWork，已经融合在SpringWebFlow里面。Spring框架提供了构建Web应用程序的全功能MVC模块。SpringMVC分离了控制器、模型对象、分派器以及处理程序对象的角色，这种分离让它们更容易进行定制。在系统中，我们使用SpringMVC代替了传统的Struts框架作为前端的数据映射和请求响应，因为SpringMVC能更好的和Spring进行整合，并且基于注解的配置管理方式更方便开发和维护。数据访问层数据访问层提供了系统和数据库的ORM映射关系，并为上层的业务逻辑提供数据的访问接口。实现这些功能，我们使用了两个基础框架：JPA和HibernateJPAJPA全称JavaPersistenceAPI，提供了数据持久化的统一接口规范。可以用多种ORM框架来实现这个API，在系统中，我们使用了Hibernate框架来实现JPA的API。HibernateHibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装。封装了基本的CRUD操作，并提供了6个核心接口分别为:Session、SessionFactory、Transaction、Query、Criteria和Configuration，通过这些接口我们可以对持久化对象进行很方便的操作，还能进行事务控制。模块化模块化的概念是将复杂的系统分解成为更好的可管理的模块的方式，用来分割，组织和打包系统组件。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。模块化主要分为三类：前端模块类、业务模块类和基础模块类。前端模块类只包含一个模块：前端模块，是一个war包，提供了所有的前台页面和跳转服务。业务模块类包含了服务API模块和具体的业务模块，是以jar包的形式发布。服务API模块主要提供了所有业务模块的API，把这些API提供给前端模块使用；其他具体的业务模块完成具体的业务功能，业务模块可以很方便的拓展。基础模块类包含了数据访问模块、基础服务类和工具类，为业务模块提供数据访问和基础服务。同时，我们使用Maven工具来进行项目构建描述，管理以上所有模块之间的依赖关系。中间件本系统在应用部署时使用两种中间件：ApacheApache是世界使用最广泛、功能最强大的Web服务器软件，可以运行在几乎所有的操作系统平台上，安全性和跨平台性非常优秀。在我们的整体部署架构中，Apache主要提供两种服务：Web服务器和负载均衡服务器。作为Web服务器，Apache响应整个系统的所有静态文件访问请求，并且将动态访问请求重定向到应用服务器，这样一来提高了静态文件的访问速度，同时降低了应用服务器的压力。作为负载均衡服务器，主要使用了Apache的mod_proxy_balancer模块。Jboss Jboss是一个基于J2EE的开放源代码的应用服务器，主要用于系统J2EE的应用容器。性能架构系统在运行一段时间之后，随着用户量的增长以及数据量增长，系统运行压力增大，可能出现性能上的瓶颈。对系统的性能和可靠性要求较高，系统要有一套完善的性能机制来保证系统稳定和响应速度。在系统中我们使用了两种机制来保证系统的性能需求：缓存框架和负载均衡。缓存框架缓存框架在软件层面保证了系统的响应速度，同时减轻了Web服务器、应用服务器以及数据库服务器的压力。在本系统中，我们使用开源的Ehcache缓存框架，Ehcache有如下特性：对页面、对象、数据进行缓存我们可以对具有高性能需求业务模块的页面、对象、数据进行缓存。比如使用Ehcache对课表进行页面和数据缓存等。支持整合Spring、Hibernate支持Spring、Hibernate让Ehcache能更好地整合进我们的系统基础平台（见下图2.13所示）。图2.13缓存框架整合支持集群/分布式缓存Ehcache的集群模式支持在集群的各个节点上共享缓存，当某个节点对缓存数据进行更新时，Ehcache会对所有节点的缓存数据进行更新，保证数据的一致性。如图2.14所示：图2.14集群缓存结构负载均衡负载均衡是使用多台硬件的集成部署来保证系统性能和稳定性的一种机制。将负载（用户请求）进行平衡、分摊到多个操作单元（应用服务器）上进行执行，从而共同完成工作任务。主要包含了一台负载均衡服务器以及多台应用服务器，由负载服务器根据负载算法对用户请求进行分发，多台应用服务器对分发的请求进行处理返回。如图2.15所示：图2.15负载均衡拓扑架构 图中我们使用了一台负载服务器和两台应用服务器搭建了负载均衡。若两台应用服务器不能支撑业务的膨胀，可以动态扩展新的应用服务器来保证系统的性能。在负载服务器端，使用Apache作为中间件来实现负载均衡的算法策略以及请求分发。同时，Apache提供了很多的分发策略，我们可以根据实际业务的需要调整分发策略。比如，在选课高峰期，我们可以配置Apache使所有的请求分发到专用的应用服务器，如图2.16所示：图2.16负载均衡分发在应用服务器端，使用Jboss作为中间件，运行系统应用响应用户请求。同时，两台应用服务器之间通过Jboss的sessionsticky同步session，并通过Ehcache同步缓存。如图2.17所示：图2.17应用服务器同步安全架构本系统的安全架构主要由如下4种方式以保证系统的安全性。漏洞扫描使用漏洞扫描工具，可以有效地扫描出系统中存在漏洞风险的地方，比如SQL注入、URL注入、空指针异常等。代码混淆使用代码混淆工具将前台JSP和JS文件进行压缩和混淆，可以有效的避免通过查看源代码的方式对系统进行的不当操作。安全框架安全框架使用Spring提供的SpringSecurity，SpringSecurity为基于J2EE企业应用软件提供了全面安全服务，提供声明式的安全访问控制解决方案。充分利用了SpringIoC，DI（控制反转InverseofControl,DI:DependencyInjection依赖注入）和AOP（面向切面编程）功能，为应用系统提供声明式的安全访问控制功能。功能需求海装机组全周期管理平台功能包括后台管理、机组装配、机组安装、机组运维、机组全周期监控和机组全周期档案，功能结构图如下图所示：后台管理后台管理主要是管理平台所需的后台数据，包括系统管理、流程管理、消息中心、机组信息和供应商。系统管理菜单管理菜单管理是管理维护系统的菜单，每个菜单有开关，管理员可以启用或者禁用系统菜单，禁用的菜单用户是看不到，只有当该菜单启用且用户的角色拥有该菜单权限的时候才能看到该菜单。角色权限角色权限是维护系统中的角色以及角色所具有的权限。实际业务中根据业务不同而分不同的角色，将角色统一管理维护，提高系统的灵活性和可扩展行。根据不同的角色，赋予不同的菜单权限。组织结构组织结构是维护系统中组织结构，组织结构是用户管理的基础。实际使用中业务组织结构会不定期的发生变动，可配置的组织结构符合实际的业务需求。用户管理用户管理是管理维护管理功能的用户信息，用户通过用户名密码认证或统一身份认证后才能进入系统。不同角色的用户拥有不同的权限。数据字典数据数据字典是用一张表维护系统中枚举字段，有可能修改但又不经常修改，不经常修改的枚举代码内完成，经常修改的用基础信息管理维护。日志管理系统日志展现所有业务模块产生的日志。不同的业务模块中的操作按照用户需求生成固定格式的系统日志并记录下。流程管理系统在流程管理模块内置业务中所必须用到的业务流程，管理员可以查看这些流程。流程定义流程定义是管理员根据实际业务需要，可以自定义添加工作流、修改工作流，供具体的业务使用。流程发布流程发布是对已有的流程进行发布，发布后的流程才可以被使用。流程发布功能单独列出，便于对于流程的严格的权限管理。流程监控流程监控是显示已有流程的状态和使用情况，显示引用相关流程的业务实例执行的情况。消息中心短信管理短信管理设置服务平台发送短信所需要的网关信息以及短信模板、短信内容，以及查看已发送的短信。邮件管理邮件管理设计服务平台所需要的邮件服务器信息、邮件模板和邮件内容，以及查看已发送的邮件。系统通知系统通知指以系统站内信的方式通知，便于提醒相关平台用户，并且可以查看已发送的通知消息。机组信息机组类型机组类型是管理维护机组类型信息。机组系列机组系列信息是管理维护机组系列。机组机型机组机型信息设置和管理机组下面的各机型信息，机组机型配置也根据相应的主体属性进行配置。机组部件机组部件管理机组和部件匹配关联，根据机组机型，例如H111进行配置该机组的所有部件型号并包含属于何种类型（普通、高原、超高原、潮间带、通用）和适用温度（常温、低温、通用）。供应商供应商信息供应商信息是管理维护供应商基本信息以及供应商的供货内容。供应商档案供应商档案通过查看供应商以前的供货记录，以及供应商品维护记录，以此基础建立供应商档案，并设置供应商等级。机组装配机组装配包括机组在线装配、机组配置审核、机组生产监控和机组生产档案。机组在线装配在线装备导航在线装配导航给销售人员提供在线装配指导，按照既定的在线装配流程辅助销售人员尽快完成机组装配。机组在线装配机组在线装配是根据不同的装配需求，销售人员可以在线DIY机组，并通过3D模型可视化机组装配过程，装配完成后生产机组装配清单，供机组配置审核使用。机组配置审核配置审核流程销售人员获知投标需求后，通过电脑进入系统前台页面，填写机组配置信息，提交给技术部门、研发部门、采购部门进行审核。如果技术部门、研发部门、采购部门任意部门发现配置单有错误，即线下组织相关责任部门进行协商，经协商一致后，对配置单进行更改。更改后的配置单状态自动变为配置单投标。如果技术部门、研发部门、采购部门对销售部门所提交的配置单无异议，审核通过，直接进入配置单投标环节。当配置单投标环节中，发现需要修改配置单的情况，即组织相关责任部门进行协商，协商一致后，对配置单进行更改。更改后的配置单即自动生成机组档案清单。配置审核查看销售人可以查看自己所属的机组配置单审批进度，便于销售人员更好的掌握审批进度。机组生产监控机组配置审核通过后，下推ERP生成生产订单，通过获取ERP系统中生产订单的执行情况，可视化机组及其所属设备的生产情况。机组生产档案机组生产档案记录机组从销售预定到生产制造的所有信息，为机组全周期管理提供机组生产数据。机组安装机组安装包括机组运输监控、机组安装监控和机组安装档案。机组运输监控当机组完成生产后，需要将机组运输到风场，机组运输监控通过获取货车GPS数据，构造机组运输轨迹，供机组相关人员了解机组的物流情况。机组安装监控机组安装监控是机组到达风场后，进入安装施工阶段，本系统获取施工进度数据形成机组施工进度情况，管理人员可以更好的了解风机安装情况。机组安装档案机组安装档案包括机组物流信息和机组安装信息，机组物流信息记录起点站、终点站、路、时间，以及相应的货车型号和对应的司机，便于后续追责使用；机组安装信息记录机组对应的设备由哪些人员完成安装，便于机组在后续运维中使用。机组运维机组运维包括机组状态监控、机组故障预警、运维辅助决策、机组故障检修、机组运维智库和机组运维档案。机组状态监控机组状态监控是在地图上直观的展示当前所有相关机组运行状态，可以通过地图缩放查看风场及其风场机组的信息。机组故障预警机组故障